Maitrise de l'usinage par l'usage de multiples microcapteurs – MGIMS

Les procédés de découpe et d'abrasion des pièces métalliques tels que le tournage, le fraisage, le perçage et le meulage s'accompagnent souvent d'un dégagement de chaleur très élevé préjudiciable à la qualité dimensionnelle et structurelle des pièces en induisant des dommages subsurfaciques et des contraintes résiduelles. Pour surmonter cette difficulté, il est donc très important d'ajuster les paramètres d'usinage tels que le choix des outils de coupe et de la meule, des vitesses de coupe, de l’'avance, de la profondeur de coupe et des conditions de refroidissement/lubrification. L'objectif du projet MGIMS est de développer et de tester des microcapteurs à bases de couche mince pour les mesures de température, d'usure d'outils et de flux de chaleur dans les processus d'usinage (rectification, tournage) afin d'avoir une analyse à l’échelle micronique voir submicronique. Ces multicapteurs intégrés dans la pièce et dans l'outil, suffisamment près de l’interface devraient permettre de mieux caractériser l'usure de l'outil, l'instabilité du processus d'usinage, l'efficacité du meulage/de la coupe, le coefficient de partage et le flux thermique généré. Une collaboration étroite avec un fabricant d'outils permettra d'optimiser l'intégration de tels microcapteurs avec la conception et la fabrication de nouveaux outils de coupe. Pour comprendre la relation inhérente entre le comportement du matériau usiné, les conditions de frottement, les caractéristiques thermomécaniques du matériau et de l'outil, l'approche expérimentale doit être combinée avec une modélisation appropriée de l'usinage. Par conséquent, un modèle numérique analytique hybride sera considéré pour prédire le flux de matière lors de l'usinage, la longueur de contact outil-pièce, le lien entre le coefficient de frottement local, les zones de glissement-collage et le coefficient de frottement apparent et permettra de résoudre le problème thermique non linéaire transitoire dans le système outil-copeau-pièce.